(zz)中国集成电路产业发展之路

(zz)中国集成电路产业发展之路
发信站: 兵马俑BBS (Sat Oct 25 21:12:09 2008), 本站(bbs.xjtu.edu.cn)

中科院院士中芯国际（SMIC）董事长 王阳元

王阳元：女士们、先生们，各位专家、各位同行，各位朋友，下午好。
我今天报告的题目叫做“中国集成电路产业发展之路”，让我们从消费大国走向产业强国。我想讲的有三个部分，一个是引言，第二部分是我们现在集成电路产业的现状和我们下一个历史阶段的发展目标。第三个问题是实现我们这样发展目标的战略举措，分了六个方面的问题。
第一部分是引言，1958年我们知道第一枚集成电路诞生的时候，集成了2个晶体管，2个电容和8个电阻。这是Kaib（音译）在访问北大时候的照片，这是2个集成电路。到了2008年一个芯片上可以实现40亿个晶体管。这是当前他们在做的。大家可以看到50年间，集成电路的集成度提高了10的9次方倍。
50年间，集成电路上的晶体管价格下降至最初的1/10 n次方倍，1958年1000美元一个晶体管到了2008年0.02毫美分的个晶体管，集成电路的价格是这样下降，如果是汽车价格也是这样的下降的话，1元美金可以买上千万的车辆，是这样的。
1961年北京市大学生的月工资是46元，可以购买5支晶体管。2007年北京职业月评估工资是3500元，可以买25亿支晶体管。所以正因为集成电路是这么快的发展，体现了这样的失效，所以这是在快速地改变着人类社会的生产方式和生活方式。
集成电路正在改变人们的生活，我们知道5月12号汶川地震，需要接通移动中心、网络中心和媒体传播，以及我们在指挥调度、航空运输、陆路运输、救援设备等联系在一起，都需要集成电路，所以集成电路与国家安全、社会发展、人民生活息息相关。这就是一张表。
以集成电路为基础的信息产业已经成为全世界的第一大产业，世界主要的产业规模钢铁、汽车、电力、石油、信息。2001年信息位具有第一位30000亿的产业规模。集成电路有现在这么快速的发展，一个是技术驱动，一个是市场拉动。这是两方面相结合的结果。
市场拉动包括计算机、通信、消费类、军事等，技术驱动是包括了设计、工艺、封装、设备等，集成电路是一个点石成金的产业。
在技术驱动上手工设计变成了CAD，设计方法从全定制、半定制、到ASIC、ASSP、SoC，然后市场需求是需要创意等，所以整个创意的过程是集成电路设计产业链演变的过程。
工艺技术驱动影响了这么多阶段，现在到了微米级、微米级，亚微米级、深亚微米级、纳米级，在中国已经在做的是90纳米、60纳米和45纳米，这是我们斯米克现在做的。
市场拉动可以看全世界2007年到了2572亿美元，呈现指数增长趋势，平均增长率是13.3%。这个黑色的线是美国的预测，红色的线是实际的情况。所以从2006年到2008年实际发生值比预测值来得高。
从终端来看，过去2000年的时候，计算机引领占了52%，而现在多元化；运输从12%到了现在的25%；消费类从12%到了13%还有工业、汽车等等消费类都在改变，所以市场的情况在变化。
第二个问题，我想讲我国集成电路所取得的历史进程和发展目标。我国集成电路的市场规模是世界第一，2005年的时候，我们占世界市场的1/4，这张图说的是中国占世界市场的25.42%，到了2007年的时候，中国市场占了世界市场的33.9%，也就是说占了世界市场的1/3。当然这张表上面画的主要是半导体市场，但是半导体市场里面80%是集成电路的市场，也同时反映出来集成电路的市场。现在世界三分天下有中国，集成电路占了世界的三分之一。
第二个问题是世界中国的集成电路的市场，这么大的规模增长速度仍然处于世界第一。也就是说这两条曲线比较，红的是中国集成电路市场的增长率，绿的是世界半导体市场的增长率，大家可以看到，我们中国市场的增长面，增长速度大于世界市场的平均增长速度的6倍。
同样集成电路也是我们国家进口额位列第一的产品，大家都知道进口最多的是石油等矿产品，中国进口最多的是集成电路，占了1200亿美元，是石油900亿美元的1.6倍。2005年进口分别是石油的1.7%，农产品2.9%，铁矿石的1.5%。2007年农产品是铁矿石的4.2%是最大的进口。
所以我们国家处于集成电路消费大国的历史阶段，我们拥有了4亿台电视机，我们彩电数量占了世界的50%，我们平均每三个人拥有一部手机，我们的PC市场是仅次于美国的第二大市场。PC产量占了世界的1/4，上网的用户数世界第二，仅次于美国。
从我们的产业结构来看，封装测试占了50%，我们代工主要是以海外市场为主的，当然海外市场的最终的用户也是在中国，因为出口到美国之后最终还是要回到中国。但是中国还有很重要的问题是缺乏系统设计的能力，为此我们必须加速其中的发展。从社会发展发展的需要，提高生活水平的需要，巩固国家安全的需要，改造传统产业的需要，增强国际竞争力的需要，统统需要加速我们国家集成电路的发展。
所以我们的战略目标是从2005年的典型集成电路的消费大国，经过5年左右的努力，我们希望到2010年左右成为生产大国，再经过10年的努力，我们成为产业强国。所以现在我们中国是世界的市场，我们希望经过几年的努力，到2010年左右，中国是世界的工厂。再经过10年的努力，我们希望世界是中国的市场。
这个阶段的具体目标来细分一下，主要是产业营销总额将超过2700亿元，国内需求市场的35%，世界市场份额实现10%。大生产技术到12英寸、45到90纳米。研发水平我们主要是要突破32纳米大生产技术，基础预研要小于22纳米，关键设备及材料是进入生产线，国民经济发展重大项目关键集成电路产品，自给率50%。拥有一批自主知识产权。建设一批有持续创新能力和国际竞争力的企业。
到了2020年我们希望产业营销总额占世界市场份额15%左右，国民经济领域需求的芯片自给率提高到40%，同时将产品结构提升为中、高档产品为主。独立自主地设计和生产国家安全和国防建设所需要的重要与关键的集成电路产品，自给率达到95%以上；拥有大量的微电子技术专利；自主知识产权产品标准；建成具有中国特色的集成电路研究开发体系，为本土企业提供知识产权保护。以关键设备和主要材料为标志的集成电路支撑行业能够基本满足产业发展需要，集成电路产业专用设备不再受制于人。集成电路大生产技术水平与国际先进水平同步，实现22纳米和18纳米两大技术节点工业化大生产技术突破的并在研究方面成为世界的领先者。
下面讲第一个我们要有优先发展，提升自己的能力。从1975年我们从大计算机的生产时代到现在，这个产品是变成以人为本的消费产品的发展，变成了低功耗、能源的等等。据SSIA数字表明，红色的线是消费类的，在2003年之后超过了公司并购的草绿色的线，所以集成电路的主要市场来源是个性化的市场，个性化的需求。人类消费的需求全部成为了市场的主流。
现在我们集成电路的情况，可以看到处理器、存储器大部分是IBM占领的。逻辑电路是F（公司）来看，在后发的市场里面，海外的后发公司一部分在竞争，国内的几百家公司在竞争。这种竞争使得我们的设计业变得小葱一片，而实现增长不是最主要的主流。要摆脱这样的困境最重要的办法是要开辟一种新的领域。也就是说我做存储器、Flash、集成电路等等，要有一种新的电路，处理存储器等等，这里面去争取你的市场的空间，发展你的市场的空间，才有可能成为自己的可占有的市场。这是一个非常重要的想法，也就是说我们设计业要想壮大，如果没有新的创新、新的系统产品创新，不能系统地性地连接起来进行创新，没有新的开拓市场的能力，肯定是会被挤在狭窄的地方。
所以我认为我们需要搞一个SOC结构，这需要从系统开始，再到算法，再到SOC的结构。也就是说软硬件的合作设计，可能System可能会占我们系统的70%，这跟我们现在设计公司的结构是完全不同的。只有在这两个设计系统上设计之后，然后在里面进行交换，才可能创造新的结构出来。这样的方法是对我们产业的整个结果要进行改造。这张需要广泛的产业链的支持，当然他出来的Mode可能是少量的生产，可以最后进入了SOC，我们的设计是要打造这样的就够。
第二个问题是要正确选择制造业的发展模式，世界集成电路的演变过程，从1958年到2008年是不断变化的，从System开始，但是到了现在IDM是最大的公司。所以下面整个他的做法以及服务的模式、行业的规范，跟它的产业链都会有一些新的变化，这张图概括了这种产业结构演变的过程。这是世界前瞻结构的演变，可以看到这几家公司不同的表现。最大的还是IBM是最重要的接口模式。
我国的集成电路产业结构演变也可以看到刚才的孕育期到形成期，到最后的成长期。我们开始合资形成了IBM，但是没有真正地发展很好。到了1998年之后有了比较规范的一些模式，所以我们形成是在2000年之后才发生的。所以根据这样的演变，我们国家正确地选择我们的产业发展模式，首先要的是发展Fabless+Foundry的模式，这个之间结合得好不好要看这个。第二个我们要注意发展“专业器件”的生产模式，专门生产存储器的网应该称之为PDM。第三要着力打造IDM的企业。只有打造起来这样的企业，才可以进入到真正的主流的生产线。
第三个是要建立自主创新的装备制造业与材料业，这是世界集成电路的市场，可以看一下。我们整个营销大概是1384亿人民币，增长很高，总体来讲营销所占的比重是非常小的。随着生产线的变迁，80年代主要是有6层显现。
集成电路装备是工艺的物化，装备的发展必须与工艺的革新相结合，新装备和新材料的发展将催生新一代集成电路制造工艺。所以与产业结合重点研发65、45和42纳米的设备，满足当前产业发展的需求，与新工艺结合重点研发10到25纳米的设备，引领发展的潮流。8到12英寸的硅圆偏实现产业化生产，新装备、新材料与新工艺结合，与国外企业同步研究、同步改造先进的水平。
下面的措施是要营造建立可持续发展的环境，包括和平环境、和谐环境，无污染环境，资本环境以及政策环境，到现在为止，我们经常讲的我们的政策环境和资本环境都不完善，都有待大大地改进。如果资本环境跟政策环境不能给予很好的改进的话，集成电路的发展终究要受到制约。下面还包括了人文环境。
集成电路与历史的发展有很多相似性，20世纪30年代50年代发明了晶体管，60年代出现了集成电路，到了20世纪是纳米技术。所以挑战在于功能，主要功耗的挑战，发展这个有两跳路子，一个是功耗与可集成性相结合的地方。
我们可以这么说，已经到21纳米的工艺的问题，基本上都得到了解决了。以及一系列的问题都可以得到解决。
如果概括一下就是你可以看到硅平面工艺作用加工工艺将长期存在，就像机械工业、航空运营业存在了200、300年一样，硅基CM OS技术在21世纪上半叶仍然是主流技术。大概在2030年左右将会是重要的生产技术。为了解决提出的问题，包括几基CMOS模式，最主要的技术会在以后提出。
采用Bottom-wp研究的各种器件有望在21实际上半叶实现重大的突破。有一条是非常重要的，比例缩小会受到物理的限制，所以重点是与系统应用相结合，开展体系结构研究以及新的设计方面学的研究，将达成一系列的SOC芯片，渗透到各个领域的领域，是21世纪活跃的领域，也是我觉得最有重点、最有期望，要注意发展的领域。
最后一个关于建立研发中心，我们要学习国外经验建立国际化的研发平台。在世界范围内募集资金，包括政府投入、民间资金和国际资本，在世界范围内聚集人才，以小于25纳米工艺装备材料为主要研究方向，以国家研发中心为核心建立产业的联盟。
我们要建立这样的研发中心，它的核心层是以25纳米的大生产的环境进行研究，其中联合层有新材料，以及专业设备的初样的研发。其它有面向应用等跟重大应用的研究，形成这样的一个国家研发中心的核心层，组建集成电路的产前联盟，一开始是国际化的，以国内和国际的投入，以国内和国际的人才为招聘开始来做这件事。风险公担，成就人才。
最后是关键人才，宋这样讲，“天下之治者在人才，成天下之才者在教化，教化之所在者在学校。多层次、多形式的教育体系的建立，培养适应不同需求的人才。我们要在2010年培养设计人才4完人，工艺人才1万人，重点培养和引进系统人才、复合型领军人物等等，大概是这样的，为了使得他们的培育有人才的培养，有实践的基地，要设立一个MPW的服务中心，就是多功能的人才培养计划。它是从系统进来，然后由各个层次出来，这是很好的机制，可以实现的人才培养的机制。所以最后是得人才者得天下，集人心者集大成。
谢谢大家。历史只留下创新者的最基，未来掌握在创新者的手种，用集成电路创新的基石铺设21世纪中华民族的伟大复兴。